Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Не путать с Фаэтоном (гипотетической планетой) .

Планета V - это гипотетическая пятая планета земного типа , которую ученые НАСА Джон Чемберс и Джек Лиссауэр считают, что когда-то она существовала между Марсом и поясом астероидов . По их гипотезе, поздняя тяжелая бомбардировка эпохи Хаде началась после того, как возмущения со стороны других планет земной группы вынудили орбиту Планеты V пересечь пояс астероидов. Чемберс и Лиссауэр представили результаты первоначальной проверки этой гипотезы во время 33-й конференции по изучению Луны и планет , проходившей с 11 по 15 марта 2002 г. [1]

Гипотеза [ править ]

Согласно гипотезе Планеты V, пять планет земной группы образовались в эпоху формирования планет . Пятая земная планета началась на низко- эксцентриситета орбиты между Марсом и поясом астероидов с большой полуосью между 1,8 и 1,9 а.е. . В то время как эта орбита была долгоживущей, она была нестабильной в масштабе времени 600 млн лет. В конце концов возмущения от других внутренних планет вынудили Планету V выйти на орбиту с высоким эксцентриситетом, которая пересекла внутренний пояс астероидов. Астероиды были рассеяны на пересекающих Марс и резонансных орбитах в результате близких столкновений с Планетой V. Многие из этих астероидов затем эволюционировали, пересекая Землю.орбиты, временно увеличивая частоту столкновений с Луной. Этот процесс продолжался до тех пор, пока Планета V не была потеряна, скорее всего, в результате столкновения с Солнцем после входа в вековой резонанс ν 6 . [2]

Тесты и результаты [ править ]

В качестве первоначальной проверки гипотезы о планете V Чемберс и Лиссауэр провели 36 компьютерных симуляций Солнечной системы с дополнительной планетой земного типа. Для определения влияния начальной орбиты и массы Планеты V использовались различные параметры. Было обнаружено, что среднее время потери Планеты V увеличилось со 100 млн лет до 400 млн лет, поскольку ее начальная большая полуось увеличилась с 1,8 до 1,9 а.е. Результаты, согласующиеся с нынешней Солнечной системой, были наиболее типичными для планеты V с массой Марса 0,25. В случаях с планетой V большей массы столкновения между планетами были вероятны. В целом треть этих имитаций была признана успешной, поскольку Планета V была удалена без воздействия на другую планету. Чтобы проверить, может ли Планета V увеличить частоту столкновений с Луной, они добавили тестовые частицы к одному из моделей.После первоначального спада количество частиц на орбитах, пересекающих Землю, увеличилось после того, как Планета V вошла во внутренний пояс астероидов, что соответствовало структуре LHB. Эти результаты были представлены на 33-й конференции по изучению Луны и планет.[2]

В более поздней статье, опубликованной в журнале Icarus , Чемберс сообщил о результатах 96 симуляций, исследующих орбитальную динамику Солнечной системы с пятью планетами земной группы. В четверти моделирований Планета V была выброшена или столкнулась с Солнцем без столкновений с другими планетами земной группы. Этот результат был наиболее частым, если масса Планеты V была меньше 0,25 массы Марса. Другие симуляции не были сочтены успешными, потому что либо Планета V выжила в течение всего 1 миллиарда лет моделирования, либо между планетами произошли столкновения. [3]

Гипотеза Земной Планеты V была позже исследована Рамоном Брассером и Алессандро Морбиделли. Их работа была первой, в которой основное внимание уделялось масштабам бомбардировки, вызванной планетой V. Брассер и Морбиделли подсчитали, что для создания поздней тяжелой бомбардировки Планета V должна была удалить 95% основного пояса астероидов до LHB или 98% внутренний пояс астероидов (большая полуось <2,5 а.е.). Было обнаружено, что уменьшение основного пояса астероидов на 95% с помощью Планеты V с массой 0,5 Марса потребовало, чтобы она оставалась на орбите, пересекающей весь пояс астероидов в течение 300 миллионов лет. Эта орбитальная эволюция не наблюдалась ни в одном моделировании; Планета V обычно выходила на орбиту, пересекающую Землю, что приводило к короткому динамическому времени жизни перед выходом на такую ​​орбиту. В нескольких процентах симуляций Планета V оставалась во внутреннем поясе достаточно долго, чтобы произвести LHB. Тем не мение,создание LHB из внутреннего пояса астероидов потребовало бы, чтобы внутренний пояс астероидов начинался с массы в 4–13 раз больше и в 10–24 раз больше орбитальной плотности, чем остальная часть пояса астероидов.[4]

Брассер и Морбиделли также исследовали гипотезу о том, что Планета V вызвала LHB, нарушив предполагаемые пояса астероидов между планетами земной группы. Авторы отметили, что отсутствие современного обнаружения остатков этих поясов налагает существенное ограничение на эту гипотезу, требуя, чтобы они были истощены на 99,99% до того, как Планета V была потеряна. Хотя это имело место в 66% симуляций, совместимых с текущей Солнечной системой для пояса Венера-Земля, этого не произошло ни в одном для пояса Земля-Марс из-за его более высокой стабильности. На основании этого результата Морбиделли и Брассер пришли к выводу, что в поясе Земля-Марс не могло быть значительной популяции. Хотя Планета V могла вызвать позднюю тяжелую бомбардировку, только нарушив массивный пояс Венеры и Земли,авторы заметили, что существенные различия в этих поясах не были произведены в моделях образования планет.[4]

Альтернативная версия [ править ]

В качестве объяснения поздней тяжелой бомбардировки недавно было предложено столкновение Планеты V с Марсом, формирующее бассейн Бореалис. Обломки от этого удара будут иметь другое распределение по размеру, чем пояс астероидов с меньшей долей крупных тел, и приведет к меньшему количеству гигантских бассейнов удара по сравнению с кратерами. [5] [6]

См. Также [ править ]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Space.com: «Давно разрушенная пятая планета могла вызвать лунный катаклизм, - говорят исследователи»
  2. ^ а б Чемберс, JE; Лиссауэр, Дж. Дж. (2002). «Новая динамическая модель для поздней тяжелой бомбардировки Луны» (PDF) . Тезисы докладов научной конференции Лунно-планетарного института . 33 : 1093. Bibcode : 2002LPI .... 33.1093C .
  3. Перейти ↑ Chambers, JE (2007). «О стабильности планеты между Марсом и поясом астероидов: последствия для гипотезы планеты V». Икар . 189 (2): 386–400. Bibcode : 2007Icar..189..386C . DOI : 10.1016 / j.icarus.2007.01.016 .
  4. ^ a b Брассер, R; Морбиделли, А. (2011). «Гипотеза Земной Планеты V как механизм возникновения поздней тяжелой бомбардировки». Астрономия и астрофизика . 535 : A41. Bibcode : 2011A & A ... 535A..41B . DOI : 10.1051 / 0004-6361 / 201117336 .
  5. ^ Минтон, DA; Джексон, AP; Asphaug, E .; Fassett, CI; Ричардсон, Дж. Э. (2015). «Обломки формации бассейна Бореалис как основная популяция, способная нанести серьезный удар при поздних тяжелых бомбардировках» (PDF) . Семинар по ранней ударной бомбардировке Солнечной системы III . 1826 : 3033. Bibcode : 2015LPICo1826.3033M .
  6. ^ Минтон, Дэвид А .; Ричард, Джеймс Э .; Фассет, Калеб И. (2015). «Пересмотр главного пояса астероидов как основного источника древних лунных кратеров». Икар . 247 : 172–190. arXiv : 1408.5304 . Bibcode : 2015Icar..247..172M . DOI : 10.1016 / j.icarus.2014.10.018 .